提高学生物理实验探究能力的途径省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

物理试验探究能力评价与培养物理试验探究能力评价与培养江苏省中小学教研室 叶兵第1页试验教学情况调查结果试验教学情况调查结果江苏高考物理考试说明上10个学生试验开设情况开设4个及以下，苏南只占1.4%，苏中占6.4%，而苏北却占17.3%。40.5%27%22.3%10.3%第2页教学中对教材中物理试验（包含小试验、课外试验）实施情况是14.7%24.1%37.2%24.1%注意：做注意：做80%以上，二星高中只占以上，二星高中只占8.2%；三星高；三星高中占中占12.4%；四星高中只占；四星高中只占19.9%。第3页全省义务教育质量监测问卷第4页问问 题题试验教学现实状况：试验条件改进，但试验弱化严重；试验重视在口头，学生真正动手机会不多，教师关注习题甚于关注试验；试验拘泥于教材要求内容，拓展不多。丰富试验探究活动名存实亡搞清楚三个问题：试验探究能力是什么？试验能力怎样进行评价？试验能力怎样进行培养？第5页试验该怎样考？现实状况：说起来主要，教起来次要，忙起来不要。原因：受纸笔测试功效局限，讲试验比做试验考得好问题：怎样在纸笔测试中挖掘试验考查原因，考查试验素养，引导教学重视试验？第6页试验能力要求能独立地完成表2、表3中所列试验，能明确试验目标，能了解试验原理和方法，能控制试验条件，会使用仪器，会观察、分析试验现象，会统计、处理试验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价;能发觉问题、提出问题，并制订处理方案;能利用已学过物理理论、试验方法和试验仪器去处理问题，包含简单设计性试验。年全国考纲“试验能力”第7页试验与探究能力（江苏）能独立地完成表中所列试验、能明确试验目标，能独立地完成表中所列试验、能明确试验目标，了解试验原理和方法，控制试验条件。会使用仪了解试验原理和方法，控制试验条件。会使用仪器，会观察、分析试验现象，会统计、处理试验器，会观察、分析试验现象，会统计、处理试验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能能在试验中，发觉问题、提出问题，对处理问题方在试验中，发觉问题、提出问题，对处理问题方式和问题答案提出假设；能制订试验方案，对试式和问题答案提出假设；能制订试验方案，对试验结果进行预测。验结果进行预测。能利用已学过物理理论、试验能利用已学过物理理论、试验方法和试验仪器去处理问题，包含简单设计性试方法和试验仪器去处理问题，包含简单设计性试验。验。经历过程、规范操作、主动思维（试验意识）、经历过程、规范操作、主动思维（试验意识）、处理问题处理问题第8页第9页试验考试命题要求防止纸上谈兵（不要试验背景计算题，要有问题、数据、操作等试验基本要素）表达能力要求（表达试验主要能力要求，不简单重复训练题）区分两类学生（将做与不做学生有效区分，引导试验教学）确保信度效度（遵照笔试命题要求，关重视点，控制开放）第10页纸笔测试下试验该考什么？实践意识与对应试验能力：这是与试验操作与问题处理相关联，长久积累形成一个自动化行为表现，表现在规范、安全、合理操作及灵活地处理试验中各类问题能力。这是做试验与不做试验主要区分。重点包含：联络实际意识：从实际出发考虑问题规范操作能力：尤其是非教材中描述操作细节方案设计与问题处理能力：阅卷要求高，信度易受影响，非预设性问题灵活处理数据分析能力：获取、处理（作图）及分析等误差判断能力：定性非定量第11页策略1：设计现场操作试题要求考生按照一定要求，现场处理问题或再现试验操作过程片段。第12页本题包括光衍射现象，命题意图并非要求依据缝宽0.3mm与可见光波长在400-700nm来进行比较判断。考查实践意识，现场进行试验操作能力。对 30cm、0.2mm 判断、预计以及在试验过程中为获取理想观察效果进行调整能力，同时也是对学生一个科学态度培养真实表示观察到现象。实测难度为 0.32。第13页年江苏高考试题试题再现了试验操作过程（片段）。怎样计算夹角正弦值，表达了实践意识试题难度0.35第14页利用手边直尺（或铅笔、圆珠笔等）做一个小试验：用两只手食指水平放置，分别托在直尺两边，如右图所表示，然后让这两个食指迟缓向中间靠拢。依据观察到现象，请你提一个与物理相关问题（不要求解答）问题：？第15页重2N文具盒，放在今年中考物理化学答题卡上，用相机正对它们拍摄全景照片如图请估测文具盒对答题卡压强最靠近于A100PaB200PaC300PaD400Pa这是一道估算题，需要估测出图汉字具盒长宽。估测关键是“文具盒放在今年中考物理化学答题卡上拍全景照片”，因为是全景照片，所以，依据图片测出文具盒长宽与答题卡百分比，这么题目就变为实际测量答题卡长宽，再依据百分比估测出长宽。第16页策略1：设计现场操作试题这类试题优点：优点：有效考查考生实践意识；拓展了纸笔测试功效（需要动手进行操作才能完成答题）；考查了基本操作技能。不足：不足：器材选择不足内容及方案选择不足考查内涵不足（不够丰富）第17页策略2：关注试验操作细节考查这是学生基本试验意识及能力主要方面。能够对教学起到良好导向作用。规范意识（如校零、读数）安全意识（如变阻器滑片位置、拆线次序、试触等）操作合理意识（电路出现故障先检验判断哪个?）等第18页年考查电表调零及判断电源操作换一个展换一个展现方式现方式第19页年第20页年考查了变阻箱使用第21页策略2：关注试验操作细节考查注意点：与学生试验相关要求相吻合不一定是在教材中强调操作重在引导学生主动参加到试验中，在试验中多动手，多思索第22页策略3：重视问题（非预设）处理试验设计考查难在哪里？这是试验起点，后续难以设问答题量、开放性影响客观评价问题处理在某种程度上一样考查了相关能力，且评分较为客观，操作方便，不影响试题设计流畅性。第23页试验问题处理（简单设计）第24页策略4：关注数据处理及误差分析第25页策略4：关注数据处理及误差分析第26页案例分析1（年试验试题设计）第27页该试验为测量电阻随温度改变规律，以教材中小灯泡伏安特征曲线测量为原型。采取替换法进行试验。考点落在试验器材选择，变阻器操作和数据图像处理及规律得出上。试题难度0.56第28页案例分析2（年试题设计）第29页以教材中验证机械能守恒为背景，采取光电门进行试验，器材操作均发生改变。在通知试验原理基础上，考点落在基本物理量测量、测量操作、数据计算。重点考查数据误差分析（注意与传统试验情况不一致，展现方式凸显试验特色）试题难度0.63第30页案例分析3（怎样表达科学探究？）年高考优异试题考试验基本操作。了解操作过程非常关键。第31页试验题：对橡皮筋弹性探究第32页试验探究怎样考？方案一：方案一：学生设计方案（要求只有一个砝码、量角器、刻度尺等，测量橡皮筋在不一样拉力下长度）优点：优点：试验设计含有挑战性，能考出学生试验能力。缺点：缺点：阅卷困难，接下去设问难以顺畅衔接，轻易造成答题相互暗示。第33页试验探究怎样考？方案二：方案二：给出试验数据，重在考查对数据分析优点：优点：试题轻易命制，试题简练。缺点：缺点：考查点落在对数据分析上，对探究过程表达不够。比较常规，落入俗套。第34页试验探究怎样考？方案三：方案三：将上述二者相结合，陈说试验关键操作，学生要在了解（第2问）基础上对其进行分析，简化数据采集。要求学生从试验中分析，得出结果（第3问）。并以此来指导试验改进（第4问）。第35页本题是对教材试验深入深化。本题含有一定探究性。对探究能力考查方式还需深入研究（提出问题、猜测假设、交流评价等）。第36页年学业水平测试25小明经过试验探究求协力方法：(1)试验所用一只弹簧测力计如题251图所表示，在用它测力前应对它进行操作是 （2）在测出F1、F2和对应协力后，他在纸上画出了F1、F2图示，如题252图所表示请你帮他在图中画出协力F图示（测得F=4.9 N，图中a、b为统计方向两点）题25图题251图（3）小明用虚线把F箭头末端分别与F1、F2箭头末端连接起来；观察图形后，他以为所画图形很像平行四边形至此，为正确得出求协力普通方法，你认为小明接下来应该做些什么（写出两点即可）？第37页参考答案验证所画四边形十分靠近于平行四边形；提出求协力方法猜测；改变F1、F2大小和方向，重复上述试验，验证猜测；与同学交流讨论试验结果，得出结论第38页试验试题命制注意点一份试卷中试验试题占分比不宜过高，约为15%左右背景尽可能与教材试验相同或相近，普通选取其它方案来做教材中试验，有利于对试验能力有效考查试卷中试验能力考查不重复，尽可能覆盖面广，普通包括器材选择、操作规范、问题处理、数据分析和处理、误差定性分析及试验评价改进等方面第39页活动：请评价这两道试验试题第40页第41页实践意识培养有效路径教材必做试验主动做、认真做、多样化做功效：经历过程，培养基本试验技能基于教材开发试验活动努力做、经常做功效：深化知识了解，培养实践意识课外探究（制作）活动尝试做、勉励做功效：激发兴趣，提升实践意识第42页案例1：验证机械能守恒主动做：让学生经历设计过程不是做试验操。1、哪些情境机械能守恒？2、需要测哪些物理量？怎样测？问题第43页44情境自由落体运动光滑斜面单摆等物理量高度：刻度尺速度：打点计时器、光电门第44页45测量：h=hB v=（hc-hA）/2T自由落体运动+打点计时器hA hB hC方案一：方案一：第45页46光滑斜面测量：H、h v=s（g/2h）1/2方案二：方案二：第46页47测量：h，vh单摆方案三：方案三：第47页48比较三种方案：比较三种方案：第48页49自由落体运动+打点计时器：优点：1、操作简单；2、一次试验取得多组数据；缺点：1、纸带点迹不清稀疏；2、纸带与打点计时器间 有摩擦；3、纸带运算复杂第49页认真做：思索试验中应注意问题重力加速度怎样取得？数据处理纸带应怎样选择？为减小误差，操作中应注意什么？第50页1、怎样处理点迹不清和过于稀疏问题？2、怎样处理纸带与打点计时器间摩擦问题？加润滑剂增大限位孔不接触3、怎样处理纸带运算复杂问题？光电门测速度v=d/t气垫导轨多样化做：思索试验中问题改进方法第51页52气垫导轨（斜面）+光电门自由落体运动+光电门改进后方案改进后方案第52页53怎样处理只有一组数据，偶然误差较大问题？hhhhhABCDE0t1t2t3t4t5V0=0自制金属板光电门hhhhhABCDE0t1t2t3t4t5V0=0第53页54（1）比较两种数据处理方法：比较两种数据处理方法：0B（2）第54页55hhhhhABCDE0v1v2v3v4v5v0=0t3hhhhhABCDE0t1t2t4t5V0=0优化后自制金属板光电门第55页案例2：对交流电有效值研究高中物理新课标教材中包括正（余）弦交流电有效值与峰值关系时是在介绍了有效值定义后直接给出，并未进行理论证实和试验证实。实际上在进行这部分教课时如能组织学生围绕这一问题进行理论和试验探究，能够让学生对有效值有更为深刻认识，从而取得良好教学效果。第56页第57页问题提出：问题提出：怎样证实或证实正（余）弦交流电有效值与峰值间关系？探究要求：探究要求：利用已学过三角函数相关知识进行理论证实推导或经过设计试验方案，利用试验来研究交流电有效值与真实值之间关系。任务布置后，学生自行组织了学习小组，进行了深入讨论和研究。一周后进行结果交流，发觉学生许多方法很有创意，现将学生结果介绍以下：第58页研究思绪：依据有效值定义探究正弦交流电有效值研究直流、交流电直接交替加在小灯泡上，观察亮度改变情况测量热量困难且误差大改变思绪（小灯泡发光亮度）直流电压怎样实现调整怎样能观察到交、直流电压 第59页试验电路第60页（课外试验）测量一张纸与桌面动摩擦原因测量一张纸与桌面动摩擦原因需要测哪些量？怎样测？研究橡皮筋伸长和外力关系研究橡皮筋伸长和外力关系给你一根较长橡皮筋，20g钩码一只，细线一段，刻度尺一把，请你设计试验研究橡皮筋伸长和所受拉力关系，并对试验结果进行分析讨论。第61页案例案例3：制做：制做“最简单最简单”电动机电动机直流电动机是科学向技术转换经典案例，是磁场对电流作用原理应用。在学生设计与制作过程中，能学到哪些东西？1.把线圈架在支架上，通电线圈不能连续转动，原因是什么？图12-3-5第62页案例：制做案例：制做“最简单最简单”电动机电动机2.怎样才能使线圈连续转动？假如没有换向器，能够把线圈轴漆包线漆括除半个柱面。想一想，怎样刮？与线圈平面之间应有怎样关系？图12-4-5第63页案例：制做案例：制做“最简单最简单”电动机电动机3.若器材作一些简化小圆柱形强磁铁、干电池、铜丝。没有换向器，也没有支架和底座。能做一个电动机吗？第64页用不一样方式让学生活动用不一样方式让学生活动方式一：告诉学生怎样自制，并说明原理；方式二：放手让学生设计并自制；方式三：在学生自主设计并实践过程中，教师指导学生，在失败中思索和改进，经历技术设计波折过程。第65页让学生在思索中经历创造过程让学生在思索中经历创造过程转动原理是什么？要有电流和磁场。器材怎样摆布？转轴在哪里？磁极在哪里？这么能否转动？为何不能转动？怎么办？第66页让学生在思索中经历创造过程让学生在思索中经历创造过程为何还是不能连续转动？怎么办？磁铁位置能否调一下？第67页让学生在思索中经历创造过程让学生在思索中经历创造过程能够连续转动了！怎样固定转轴？转动中不停地颤动。怎样改进？第68页技术设计是不停创新过程技术设计是不停创新过程第69页基本方案确定了基本方案确定了第70页还能改进吗还能改进吗？创意无限创意无限第71页谢谢 谢谢 各各 位！位！第72页一道有争议中考试题12如图所表示，小刚将盛满水圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯观看书上鹦鹉图片（圆圈中鹦鹉图与书本中鹦鹉图实际大小相等），他所看到虚像可能是第73页一个中考试验知识点两种考法考法一：在用电流表、电压表测电阻试验中在连接电路时，开关应处于 状态。该问正确率到达95%。第74页一个中考试验知识点两种考法考法二：在用电流表、电压表测电阻试验中下列图为某同学刚连接完成试验电路图，该同学在连接电路时存在错误或不妥有 。注意到开关应断开占到60%左右第75页这几个试题怎样解？问题：给你一把刻度尺和一弹簧测力计，怎样测出其中弹簧劲度系数？（86年高考试题）一把刻度尺和一根杆秤，怎样测出秤砣质量，写出要测量和最终表示式。课外探究活动：一质量均匀分布不可伸长绳索，两端固定在水平天花板上若在其最低点处施加一个竖直向下拉力，迟缓地将左右两半根绳都拉直，在这一过程中绳索重心位置将怎样改变？怎样证实？第76页用如图所表示电路测量待测电阻，可行吗？第77页一次教师基本功大赛试验：测量导体电阻率1m导线长约导线长约30cm导线不够长怎么办？导线不够长怎么办？第78页一次教师基本功大赛试验：测量导体电阻率1m导线长约导线长约30cm其实很简单？其实很简单？第79页制作密度计时打到底怎么办？水加热烧不开怎么办？平时试验中也有很多这类问题：平抛运动怎样确保水平抛出？验证机械能守恒试验中怎样减小纸带与打点计时器之间摩擦？第80页本质上是欧姆定律计算推导。第81页